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Ansteuerung von Lautsprechern


In vielen elektronischen Schaltungen werden Lautsprecher benötigt, um Signale oder Töne hörbar zu machen. Das können z. B. Soundeffekte wie Sirenen oder Durchgangsprüfer sein. Die Ansteuerung eines Lautsprechers kann auf verschiedene Arten erfolgen.



Ansteuerung mit einem Vorwiderstand

Dies ist die einfachste Art einen Lautsprecher anzusteuern, die man oft bei kleinen Schaltungen findet, z. B. bei astabilen Multivibratoren. Das folgende Schaltbild zeigt einen solchen, der mit einer Frequenz von etwa 2600 Hertz schwingt. Um den erzeugten Ton hörbar zu machen, wird das Ausgangssignal vom Kollektor des Transistors T2 an die Basis eines weiteren Transistors (T3) gelegt. Im Kollektorkreis von T3 sitzt ein kleiner Breitbandlautsprecher und zur Strombegrenzung ist diesem der Widerstand R5 in Reihe geschaltet.


lautsprecher1.gif

Lautsprecheransteuerung mit einem Vorwiderstand


Wie berechnet man diesen Vorwiderstand? Dazu braucht man erstmal die Leistung des Lautsprechers. Nehmen wir eine Leistung von 0,5 Watt an. Unser Lautsprecher liegt hier an 9 Volt. Mit diesen Angaben können wir den Strom ausrechnen:

lautsprechervor1.gif

Die 0,055 Ampere sind der maximale Strom, der nicht überschritten werden darf, da der Lautsprecher ansonsten zerstört wird. Nun können wir den Widerstand ausrechnen:

lautsprechervor2.gif

Wobei man beachten muß daß die errechneten 162 Ohm der Gesamtwiderstand ist! Der Lautsprecher hat für eine Wechselspannung auch noch einen bestimmten Widerstand (Impedanz) hat; meist sind das 4 oder 8 Ohm. Hat unser Lautsprecher eine Impedanz von 4 Ohm, müßte der Vorwiderstand korrekterweise 158 Ohm haben.

Allerdings haben Widerstände eine gewisse Toleranz, die im Prozentbereich liegt. Daher braucht man sich bei 162 Ohm keine Gedanken über einige Ohm mehr oder weniger zu machen. Wir nehmen hier den nächsthöheren Widerstand der E-12 Normreihe, was 180 Ohm wären.

Diese Art der Ansteuerung ist zwar die einfachste, bringt aber auch die meisten Verluste mit sich, da am Vorwiderstand eine Menge Leistung "verbraten" wird. Effektiver ist die nächste Methode.



Ansteuerung mit einem Übertrager

Hier wird der Lautsprecher über einen kleinen Trafo angesteuert, wie wir es im folgenden Schaltbild sehen:


lautsprecher2.gif

Lautsprecheransteuerung mit einem Übertrager


Hierzu werden meist spezielle Trafos benutzt, auch Übertrager genannt, die zu diesem Zweck optimiert sind. Ein Trafo oder Übertrager überträgt die Widerstände im Quadrat seines Übersetzungsverhältnisses. Es gilt:

trafo8.gif

Nehmen wir als Beispiel einen Trafo mit 230 Volt Eingangsspannung und 12 Volt Ausgangsspannung. Das Übersetzungsverhältnis beträgt dann:

trafo9.gif

Und das Quadrat des Übersetzungsverhältnis:

trafo10.gif

Schließen wir an der Ausgangsseite dieses Trafos z. B. einen Lautsprecher mit einer Impedanz von 4 Ohm an, so würde auf der Eingangsseite des Trafos folgender Wechselstromwiderstand (Impedanz) vorhanden sein:

trafo11.gif

Diese Impedanz von 1468,44 Ohm würde im Kollektorkreis des Transistors T3 erscheinen. Man spricht hier auch von einer Impedanzanpassung. Da diese Art der Ansteuerung weniger Verluste mit sich bringt, sollte das Signal lauter sein, als bei der vorigen.



Ansteuerung mit einer Gegentaktstufe

In elektronischen Geräten wie z. B. Radios oder Verstärkern werden Lautsprecher meist über Gegentaktstufen angesteuert. Das kann man natürlich auch beim Selbstbau von elektronischen Schaltungen machen. Das Schaltbild unten zeigt als Beispiel eine kleine Gegentaktstufe mit einer Leistung von etwa 0,5 Watt, die man sich leicht selberbauen kann und mit einer einzigen Betriebsspannung von 6 Volt auskommt. Mehr dazu hier.


gegentakt10.gif

Ein kleiner Gegentaktverstärker


Wenn wir bei unserem Beispiel mit dem Multivibrator oben bleiben, müßte der Eingang der Gegentaktstufe (an C1) mit dem Kollektor von T2 des Multivibrators verbunden werden. Der Transistor T3 beim Multivibrator fällt dann komplett weg.


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